《高级语言C++程序设计（第一版）-第十章.》.pdf

244 第十章 输入输出流（I/O Stream） 第十章 输入输出流（I/O Stream） C++语句虽然从 C 语言接收下一套以printf 函数库形式工作的 I/O 机制， 但它并不满足于此，又开发了一套自己的具有安全、简洁、可扩展的高效 I/O 系统。以流类库形式工作的这个 I/O 系统显然是成功的。在前面的各章中，几 乎所有的程序实例中都使用了系统提供的 I/O 流，以实现必要的 I/O 操作。本 章将对于C++ 的I/O 流系统做出全面的阐述，其目的有二： （1） 介绍I/O 流系统的工作原理和有关概念。特别是I/O 操作和格式控 制的方法； （2） 把以实现I/O 操作为基本功能的通过类的继承与多继承关系构造起 来的流类库，作为一个按 OOP 框架构造的实际的 C++程序系统范例，帮助读 者以类为核心设计软件有一个较深入的认识。 10.1流类库的优点 用 C++语言自己的支持 I/O 操作的流类库代替printf 函数族，是一个明显 的进步。虽然不少C 程序员满足于C 系统提供的I/O 函数库，认为它是有效和 方便的，但与C++ 的I/O 系统相比，就显示出明显的缺点，因此没有人否认这 种取代是必然的。 （1） 简明与可读性。 从直观上来看，这种改变使得 I/O 语句更为简明，增加了可读性。用 I/O 运算符（提取运算符和插入运算符 ）代替不同的输入输出函数名（如printf ， scanf 等）是一个大的改进。例如，从下面的两个输出语句可以反映出二者之间 的差别： printf(n=%d,a=%f\n,n,a); coutn=n,a=aendl; 虽然两个语言的输出结果是一样的，但在编写程序语句和阅读它们时，感 觉却是不同的。后者简明，直观，易写，易读，几乎所有的C 程序员转而使用 C++语言后，都很自然地接受了新的形式，再让他返回到旧的方式反而会感到 10.1流类库的优点 245 不习惯了。 （2） 类型安全（type safe） 所谓类型安全，是指在进行I/O 操作时不应对于参加输入输出的数据在类 型上发生不应有的变化。仍以最简单的输出语句为例，下面是一个显示彩色值 color 和尺寸size 的一个简单函数： show(int color,float size){ coutcolor=color,size=sizeendl; } 在这个函数的调用过程中，系统（编译器）将自动按参数的类型定义检查 实参的表达式，显示的结果中，第一个自然是整数值，第二个size 必然是浮点 类型值。 如果采用printf （）函数，由于其参数中的数据类型必须由程序员以参数格 式%d ，%f ，%c ，%s 的形式给出，同样实现上述函数show （），就可能产生编 译器无法解决的问题： show(int color,float size){ printf(color=%f,size=%d\n,color,size); } 程序员在确认输出数据类型时发生错误是可能的，这时输出数据的类型： color 是int 型，size 是float 型，与printf （）中给出的参数格式符%f 对应color ， %d 对应于size ，两者发生了矛盾。因此说，它是类型不安全的。而C++ 的I/O 系统不会出现这种情形。 （3） 易于扩充 在C++语言所附的I/O 系统，在其流类的定义中，把原来C++语言中的左、 右移位运算符和 ，通过运算符重载的方法，定义为插入（输出）和提取（输 入）运算符。这就为输入输出功能对于各种用户定义的类型数据的扩充，创造 了方便的条件。而在 stdio.h 文件中说明的printf （）函数却很难做到这一点。 例如： 在C++语言提供的I/O 系统中，它是把运算符‘ ’的重载函数作为输出 流类ostream 的成员函数来定义的，分别对字符串char ，short，in